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Gliese 876

王朝百科·作者佚名  2010-01-02  
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Gliese 876

Gliese 876是一颗红矮星,其光谱类型为M4V,位于宝瓶座,距离地球15光年。它的体积为太阳的一半,并已发现两颗行星,其轨道共振为2:1。Gliese 876是迄今被证实有行星的两颗红矮星之一,另一颗恒星是GJ 436。

在2005年6月,美国国家科学基金会宣布再发现一颗新行星,它可能是一颗类地行星,其质量最小约为地球的5.9倍,其公转周期为1.94天,与日距离约为0.021天文单位(300万公里)。

2005年6月13日,星期一,美国国家科学基金会宣布再发现一颗新行星。 这颗新发现的行星大约是地球质量的7倍,因此成为了已被发现的、围绕着一颗主序星或“矮”星(类似我们太阳的恒星,燃烧氢元素而发光)公转的、最小的日外行星。 (我们的太阳系外还有已知更小的行星,不过不幸的是,它们所围绕着的是脉冲星,即死亡恒星快速自转的残骸。这样的行星被认为根本不适合居住,因为脉冲星会释放出强烈的辐射。) 十倍地球质量或者更小的行星被认为是由岩石构成的,而质量更大的行星大概是由气体组成,因为它们更强的引力意味着,它们能够在行星形成时聚集和保持更多的气体。

目前已有155颗日外行星被发现,但其中大多数的质量都与气体行星木星更加相当,跟岩石行星地球不在一个档次之上(木星的质量是地球的318倍)。 尽管这颗新行星由于它相对较低的质量而被打上了“类地”的标签,但这颗行星的表面温度被估计为摄氏200到400度(华氏400到750度),因为这颗行星距离它的恒星实在是太过亲密了。 这颗行星距离恒星Gliese 876仅有0.021天文单位(300万公里, 1天文单位是地球到太阳的距离约为1.5亿公里),完成一周公转还不到2个地球日。我们太阳系中最靠近太阳的行星——炽热的水星——也比它远了将近近20倍,轨道半径约为0.4天文单位。

“因为行星处于两天周期的轨道上,它被加热到烤箱一般的温度,因此我们确实不期待生命(的存在),”科学小组成员,华盛顿卡内基研究所的保罗·巴特勒(Paul Butler)说。 在我们太阳系中,可居住地带——温度刚好可以让液态水存在于行星表面的区域——大约为0.97到1.37天文单位,即介于金星和火星轨道之间。恒星Gliese 876大约比我们的太阳暗淡600倍,因此它的可居住地带要更加靠近恒星,大约介于0.06到0.22天文单位之间。 新行星处在0.021天文单位的距离上,远远不到可居住地带的下限,它还受到了更大量高能辐射, 例如紫外线和X射线的影响。尽管与类似我们太阳的恒星相比,Gliese 876这样的红矮星释放的紫外辐射水平较低,但它们确实释放着剧烈的X射线耀闪。 如此近距离轨道的另一个后果是,行星也许会被潮汐力锁定,总是以同一面朝向恒星。除非有厚实的大气层传播热量,这颗行星的一面将过于炽热,而另一面仍将保持寒冷。

Gliese 876被认为大约有110亿年之久了,使得它的年龄是我们太阳的两倍还多。但在某种程度上,Gliese 876还只是青少年,而我们的太阳已经是个中年人了。类似我们太阳的G型星大约可以存活100亿年,而M型红矮星被认为可以生存1000亿年(比宇宙 的年龄更悠久!)。 科学小组成员,加州大学伯克利分校的杰弗里·马西(Geoffrey Marcy)说,M型恒星花了很长时间冷却下来,收缩到它们的主序星大小,发光发热。他说如果行星是向内移居到现在这条近距离轨道之上的话,这种迁移大概是在最初的几百万年内发生的,然后在接下来的几亿年间, 行星遭受了比现在多得多的辐射的影响。 Gliese 876被认为是一颗贫金属星(对天文学家来说,任何比氢和氦更重的元素都被归类为“金属”)。行星的形成也许与恒星的金属丰度有关,因为恒星和行星都是在同样的原初物质中形成的。因此一颗由硅和铁元素所组成的类似地球的岩石行星,被认为会围绕着一颗富含金属的恒星运行。

尽管Gliese 876是一颗贫金属星,但它仍然拥有一个多行星系统。两颗已知的气体巨行星围绕着Gliese 876运行:最外侧的行星质量将近是木星的两倍,轨道半径为0.21天文单位;中间的行星约为木星的一半,轨道半径0.13天文单位。 “整个行星系统就像一个小号的太阳系,”马西说。“恒星小,轨道也小,最内侧的行星最小,刚好与我们太阳系的结构一样,最小的行星在巨行星内侧运行。” 我们的太阳系拥有更多的活动空间。水星距离太阳比这些行星的所有距离组合都远。Gliese 876系统中的行星是如此靠近,以至于它们的引力相互影响。这种引力拔河赛就是科学家们最早能够检测出些行星的原因。 在公转的过程中,行星的引力从不同的方向拉扯着它们的恒星。科学家们通过测量恒星光线中由此产生的谱线偏移,从而确定出这些行星的存在。 为了获取更多关于Gliese 876最小行星的认识,科学家们应该需要利用另一项行星搜索技术,即掩食测光法。这种方法可以测量一颗行星从我们视场中的恒星前面经过时,恒星光线的变化方式。公转行星的掩食使得天文学家们能够测量这颗行星的质量和半径。通过这些数据可以推算出行星的密度,然后可以推测行星的组成,判断行星究竟是岩石的还是气体的。 然而,掩食测光法无法告诉我们任何关于Gliese 876周围行星的情况,因为这个系统与我们的视平面倾斜了50度。这样的倾角意味着,这些行星不可能遮挡任何抵达地球的星光。 红矮星是我们银河系中最普遍的恒星类型,占据了全部恒星的70%。然而在150颗他们已经研究了数年的红矮星中,马西和巴特勒只发现了其中两颗有行星围绕。因为目前大部分被发现的行星都是气体巨行星,这可能意味着红矮星不太容易拥有此类行星。 马西说,他们将继续监测Gliese 876系统中第四或第五颗行星可能存在的任何迹象。“从现在起,它肯定将成为我们最关注的恒星之一。”

第一颗日外行星的发现是1995年10月5日,由日内瓦天文台的迈克尔·麦耶(Michel Mayor)和戴德尔·奎罗兹(Didier Queloz)宣布的,马西和巴特勒在第二周就证实了这项观测。2004年8月25日,麦耶、努诺·桑托斯(Nuno Santos)及其同事宣布发现了第一颗海王星质量的日外行星——当时,这是已知围绕着类日恒星运行的最小日外行星。在这项宣布之后不到一个星期,马西和巴特勒就公布了另外两颗海王星质量行星的发现。 麦耶及其同事们也研究过Gliese 876。在1998年6月的一次天文学会议中,麦耶和马西各自独立地宣布,检测到了围绕这颗恒星运行的质量较大的气体巨行星。马西和巴特勒率先追踪了这项发现,在2001年宣布发现了这颗恒星的第二颗气体巨行星。

开普勒任务(Kepler mission),预计2008年6月发射,将搜寻围绕着遥远恒星运行的类地行星。这项任务将质量介于0.5到2.0倍地球质量,直径介于0.8到1.3倍地球直径的行星,定义为地球大小的行星。介于2到10倍地球质量之间的行星,比如周一宣布的这颗行星,被定 义为大型类地行星。

 
 
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